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中期檢查通知
本科畢業(yè)生提交的歸檔材料要求，現(xiàn)要求各專業(yè)由負(fù)責(zé)該專業(yè)的學(xué)科管理部副主任和專業(yè)帶頭人為主要成員成立檢查小組，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計中期檢查或者抽查（注意抽查比例不要太低），各專業(yè)中期檢查時間節(jié)點(diǎn)在2017年5月12日前完成，5月15日開始學(xué)院檢查，督導(dǎo)小組在各專業(yè)檢查和抽查的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽檢監(jiān)督，確保畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查的質(zhì)量和監(jiān)督作用。
機(jī)械與動力工程學(xué)院
2017年5月5日
中 北 大 學(xué)
機(jī) 械 與 動 力 工 程 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告
學(xué) 生 姓 名：
溫亮宇
學(xué) 號：
1302064215
學(xué) 院：
機(jī)械與動力工程學(xué)院
專 業(yè)：
車輛工程
設(shè)計（論文）題目：
某型半掛掛車總體設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師:
王吉昌
2017年 5 月 10 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告填寫要求
1．中期報告作為畢業(yè)設(shè)計答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作中期完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見后生效；
2．中期報告內(nèi)容必須按照教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如 1301014101），不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
4. 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2016年12月1日”或“2016-12-01”；
5. 指導(dǎo)教師意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）中 期 報 告
姓名
溫亮宇
班級
13020642
學(xué)號
1302064215
設(shè)計（論文）題目：
某型半掛掛車總體設(shè)計
本人在該設(shè)計（論文）中具體
應(yīng)完成的工作：
（1）了解專用車相關(guān)背景和設(shè)計要求。
（2）掌握所設(shè)計半掛車主要性能參數(shù)及基本設(shè)計要求。
（3）根據(jù)提供的資料，確定半掛車的結(jié)構(gòu)形式，完成半掛車總體設(shè)計。
（4）根據(jù)所設(shè)計半掛車的形式，分析各部件的結(jié)構(gòu)并選型，要求做必要的計算、分析。
（5）完成設(shè)計說明書及相應(yīng)的工程圖紙。
（6）翻譯與課題相關(guān)外文資料。
1. 簡述畢業(yè)設(shè)計（論文）開始以來所做的具體工作和取得的進(jìn)展（要詳細(xì)內(nèi)容）
1.1所做的具體工作和取得進(jìn)展：
1)參考收集到的資料，對專用車和半掛車有了較為初步的認(rèn)識。
2)完成開題報告，并通過指導(dǎo)老師和論文開題答辯小組審查。
3)通過文獻(xiàn)研究和具體車型參考，對論文命題有了較為全面的理解后，結(jié)合前人的研究成果，完成論文中各個具體部分的選用和強(qiáng)度的計算和校核。
1.2主要計算過程如下：
本文在建立數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)模型工作中，分析縱梁承載情況和受力狀況時先設(shè)計計算的力學(xué)模型，盡管實際承受載荷情況錯綜復(fù)雜，總的來說，縱梁重要承受靜載荷和動載荷（對稱垂直、斜對稱），可把縱梁結(jié)構(gòu)簡化為支承在牽引銷和后軸上的簡支梁作彎曲強(qiáng)度計算。
（一）車體各個部分的質(zhì)量
車架質(zhì)量2800kg，牽引板、牽引銷和懸掛質(zhì)量約為500 ，三根車軸共重900 ，載貨平板質(zhì)量700kg，攔板、立柱約500kg，護(hù)攔板、工具箱總質(zhì)量約為300，支承裝置和儲氣罐等質(zhì)量300kg，輪胎總質(zhì)量700kg。
（二）軸荷分配
如圖2.12所示，車架承受縱向單位線長度均勻載荷，有：
——牽引銷所受力（N）；
——后軸中心處所受力（N）；
——牽引銷到中間車軸的距離（m）；
——中間車軸到車架尾部的距離（m）。
圖2.12 車架均布載荷圖
空載：
滿載：
（三）強(qiáng)度計算
在滿載時進(jìn)行縱梁的強(qiáng)度校核
Ⅰ.支反力計算：
（為縱梁總長，取一根縱梁計算）
式中：——半掛車承受的重力
——縱梁上的單位長度線載荷
由上述計算得：
由平衡力矩：
得
Ⅱ剪力的計算：
CA段： ---------------------------①
AB段： -----------------------②
BD段： -----------------③
Ⅲ彎矩的計算：
CA段： --------------------------①
AB段： ----------②
BD段： -----------③
由上述三式可計算出各彎矩最大的點(diǎn)為：
A點(diǎn)的最大彎矩：
；
B點(diǎn)的最大彎矩：
；
由圖可知，最大彎矩出現(xiàn)在段上，則有：
；
；
。
通過計算，可以畫出車架縱梁的支反力、剪力、彎矩圖如圖2.13。
圖2.13 縱梁剪力 彎矩圖
（四）危險截面確定
由經(jīng)驗可知，縱梁的危險截面一般情況下為變截面處和最大彎矩處，通過結(jié)構(gòu)圖和計算可以得出危險截面分別距車架前端距離為1.50m，2.96m和4.84m，現(xiàn)分別對以上三截面進(jìn)行強(qiáng)度校核，分別令其為截面1、截面2、截面3。
見圖2.14
截面1：H=250mm，δ1=16mm，δ2=8mm，B=140mm
截面2：H=330mm，δ1=16mm，δ2=8mm，B=140mm
截面3：H=500mm，δ1=16mm，δ2=8mm，B=140mm
由此可計算抗彎截面系數(shù)：
=0.000546542m3
=0.0007747m3
=0.001323241m3
各截面處的彎矩：
=23442N/m
=80741N/m
=108421N/m
由彎曲應(yīng)力公式所計算出的彎矩分別計算各截面彎曲應(yīng)力：
截面1：
截面2：
截面3：
剪切應(yīng)力： ——材料許用剪切應(yīng)力
對于工字梁截面，其腹板上的剪切應(yīng)力可看成是均布的，所以其剪切應(yīng)力可由如下 公式計算： --------------為腹板截面面積。
由上述計算各截面的剪切應(yīng)力：
截面1：
截面2：
截面3：
由于縱梁同時承受剪力和彎矩，所以其應(yīng)力應(yīng)按下面公式計算：
許用應(yīng)力：
式中：——材料屈服極限
——疲勞系數(shù) =1.2-1.4 本書取=1.3
——動載系數(shù) =1.8-2.2 本書取=2.0
本車縱梁采用P510L汽車大梁專用鋼，其屈服極限為
所以可算出許用應(yīng)力為：
由第四強(qiáng)度理論，分別校核各個截面的強(qiáng)度：
截面1：
截面2：
截面3：
通過上述計算，縱梁強(qiáng)度符合要求。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）中 期 報 告
2.目前存在的問題，下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排（要詳細(xì)內(nèi)容）
1、存在問題及解決措施
到目前為止，在論文的寫作中主要有以下幾個問題：
1)對論文所涉及的知識了解不夠廣泛，所以對掛車的總體設(shè)計不夠細(xì)致深入。
2)研究中引入的數(shù)據(jù)不夠，對相關(guān)問題的支撐程度不足。
2、下一步的主要研究任務(wù)和后期工作安排
在接下來的時間里，主要要進(jìn)行的工作是在已完成的基礎(chǔ)上給予完善，進(jìn)行一些添加和修改以及使用UG三維建模和導(dǎo)出一些二維圖紙，具體的方法是在中國知網(wǎng)和圖書館參閱更多的半掛掛車研究文章，尤其是研究較為完整的書籍，深度提取其成果，結(jié)合本文的研究方向與思路來引用，另外，論文的進(jìn)度方面，在初稿基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，圖紙的繪制以及三維建模也要抓緊時間，爭取在五月下旬完成論文終稿。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）中 期 報 告
3.指導(dǎo)教師對該學(xué)生前期研究工作的評價（是否同意繼續(xù)研究工作）
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
備注：1、本表由學(xué)生填寫，指導(dǎo)教師親筆簽署意見。
2、以上各項句間距可以根據(jù)實際內(nèi)容需要調(diào)整。
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外文資料翻譯
傾卸車提升機(jī)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化
起重機(jī)構(gòu)是最重要的工作體系之一。 其設(shè)計質(zhì)量直接影響礦山自卸車的使用性能。 本論文以大型自卸車為研究對象，借助于自卸車頂部后提升機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計機(jī)理動力學(xué)知識，利用MATLAB的優(yōu)化功能，提升機(jī)構(gòu)優(yōu)化，鉸接點(diǎn)提升機(jī)構(gòu)合理最優(yōu)化 布置，從根本上提高提升組織績效
關(guān)鍵詞：采礦設(shè)備，起重機(jī)構(gòu)，地面保護(hù)，Matlab。
1.介紹
自卸車提升機(jī)構(gòu)的舊設(shè)計，建立數(shù)學(xué)模型時，對貨物總體質(zhì)量和質(zhì)量中心位置不變性的假設(shè)前提。提升機(jī)構(gòu)的應(yīng)力將因包裝箱向前而增加 提升卸載時的質(zhì)心，這一點(diǎn)很少考慮，但對本文的影響較大。本文提出了在本文中的質(zhì)量中心數(shù)學(xué)模型在變化過程中的載體和鏟斗式車輛卸載，為 升降機(jī)卸載過程提升機(jī)構(gòu)設(shè)計。大型自卸車用于車輛，結(jié)構(gòu)是挖掘鏟車的列車，30 / 30 - 45的貨物的休息角，stow貨車采用1 / 2的積載法，摘要桶式料斗式料斗車的數(shù)學(xué)模型建立了一輛車作為坐標(biāo)的原點(diǎn)，鉸鏈銷點(diǎn)O水平在左邊的X軸是左手。在汽車的質(zhì)量和質(zhì)量中心的任何時間都可以很容易地找到提升過程。在傾倒過程中,貨物運(yùn)輸全面質(zhì)量降低為0,從0增加到最大升力角降級角α。汽車降級角β和剩余貨物的質(zhì)量是非線性關(guān)系,可以分段分析。
2 提升機(jī)構(gòu)設(shè)計
2.1 提升機(jī)構(gòu)的機(jī)械模型提升過程中，假設(shè)平面平行于框架上的水平面，車輪在地面完全完整，油缸在提升過程中大致相同。 接地觸點(diǎn)A連接到框架上，在地面上連接到板條接觸點(diǎn)B，將點(diǎn)O連接到地面接觸坐標(biāo)系上的箱體和框架。 點(diǎn)C為點(diǎn)B，用于旋轉(zhuǎn)提升角β，點(diǎn)M為箱體未提升重心位置，點(diǎn)G不提升貨物的重心位置，而N為集裝箱重心位置的提升角度θ。 點(diǎn)A，B，M，G坐標(biāo)是（a x，a y），（b x，b y），（m x，m y），（g x，g y）。
2.2 起重機(jī)構(gòu)設(shè)計尺寸為保證車輛結(jié)構(gòu)緊湊，過程簡單，故障率低，使起重機(jī)構(gòu)各部件的幾何尺寸和初始狀態(tài)下的機(jī)構(gòu)占用非常小的空間， 同時不考慮運(yùn)動干預(yù)的過程，以保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動協(xié)調(diào)。 首先，根據(jù)貨物的仰角提升機(jī)構(gòu)選擇最大降級角度。θ 通過上述參數(shù)，提升油缸的安裝可以確定AB的長度和最大的降級角度θ
這里是一個公式
起重是最大程度上決定的.
升降缸行程：
第一級氣缸孔
圓度結(jié)果應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，倒車后計算液壓。
? 確定提升第一級I缸內(nèi)徑：
當(dāng)提升第一級時將被拉伸出來，將角點(diǎn)θ。點(diǎn)B到點(diǎn)C，點(diǎn)M指向N點(diǎn)
這可以確定，當(dāng)提升第一級時，第一級將脫離提升缸內(nèi)徑。
3 地面接觸位置優(yōu)化
拉伸前后優(yōu)化提升角度對比圖（實線優(yōu)化，虛線以優(yōu)化前者）提升力前后優(yōu)化提升角度對比圖（實線優(yōu)化，虛線為了優(yōu)化前者）
（1）優(yōu)化后，提升缸伸長曲線偏移提升力曲線，最大提升推力和升力伸長分別降低了3.6％和4％，提升性能大大提高。
（2）優(yōu)化后，初始位置為875 kn提升力，比優(yōu)化前降低6％，提升油壓19.4 MPa，比優(yōu)化前降低4.3％，顯然，初始位置液壓提升機(jī)構(gòu)優(yōu)化低，逐漸隨著轉(zhuǎn)角的增加而增加，轉(zhuǎn)角大約在30度時最大值，最大油壓高于初始值，而在過渡過程中，油壓曲線平坦，油壓波動系數(shù)小符合液壓特性曲線要求
（3）優(yōu)化后，提升力的初始位置，升力優(yōu)于前優(yōu)化提升液壓，即使在下半年提升過程中達(dá)到優(yōu)化前的水平?；贛ATLAB參數(shù)坐標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計后可繪出起重安裝位置，如下圖所示：
總結(jié)
根據(jù)國內(nèi)外起重系統(tǒng)研究，根據(jù)挖掘機(jī)鏟斗式傾倒過程數(shù)學(xué)模型挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計，MATLAB優(yōu)化理論應(yīng)用于采礦設(shè)備 提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計，自卸車礦山提升機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，起重能力和電梯作為優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)，考慮了邊界約束，提升缸最大擺角度，安裝長度限制，不 干擾約束條件等約束條件，實現(xiàn)提升機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
參考文獻(xiàn)
[1] Wei Xiang, Sai Cheong Fok, Georg Thimm. Agent-based Composable Simulation for Virtual Prototyping of Fluid Power System. Computers in Industry. 2004, 54(3):237~251. [2] Peter Beater，Martin Otter. Multi-Domain simulation: Mechanics and Hydraulics of an Excavator. Proceedings of the 3rd International Modelica Conference，2003 [3] Kong Xiaowu，Qiu Minxiu, Wei Jianhua. A Atudy of the Influences of Pipe on Valve Control Hydraulics System. Proceedings of the 15th Internation Conference on Fluid Power Transmission and Control (ICFP2001), 2001. [4] Michael Decken, Hubertus Murrenhoff. Simulation of Fluid Power Components Using DSHplus and ADAMS. 2001 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. 2001. [5] Nong Zhang, Wade Smith, Jeku Jeyakumaran. Hydraulically interconnected vehicle suspension: background and modeling [J]. Vehicle System Dynamics: 2010, (1): 17-40. Funded project number: Z101103055010004.Beijing science and technology committee
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大 學(xué)
設(shè)計開題報告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號：
學(xué) 院：
專 業(yè)：
設(shè)計(論文)題目：
某型半掛掛車總體設(shè)計
指導(dǎo)教師:
20 年 月 日
開題報告填寫要求
1．開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．文中應(yīng)用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號，文后“參考文獻(xiàn)”的書寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
4．學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如0201140102,為10位數(shù)），不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
5. 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；
6. 指導(dǎo)教師意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。
設(shè) 計 開 題 報 告
一．選題依據(jù)：
1.課題來源
半掛車是一類用途廣泛的專用車輛,是貨運(yùn)汽車,特別是重型汽車的重要組成部分。因其具有其他運(yùn)輸方式無法取代的迅速、機(jī)動、靈活、安全的優(yōu)勢,已逐漸成為我國公路運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。?009年以來,為了更好地節(jié)約能源、降低運(yùn)輸成本、提高物流效率,交通運(yùn)輸部、國家發(fā)改委大力推進(jìn)符合甩掛運(yùn)輸?shù)陌霋燔嚨臉?biāo)準(zhǔn)制定及試點(diǎn)工作,因此符合甩掛運(yùn)輸?shù)陌霋燔囈呀?jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。然而,由于我國半掛車生產(chǎn)企業(yè)的整體設(shè)計水平不高,設(shè)計手段落后,難以滿足不同服役環(huán)境下用戶對半掛車個性化的定制需求,導(dǎo)致部分惡劣工況下半掛車壽命不足,而大多數(shù)半掛車質(zhì)量大于國外同類產(chǎn)品,并造成載重比低、油耗大等問題。為了高質(zhì)量,高效率地設(shè)計出滿足用戶個性化需求的輕量化半掛車,本文對適用于半掛車總體設(shè)計的理論和方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
2. 研究目的和意義
經(jīng)過廣泛的市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，重型大件貨物的運(yùn)輸在國內(nèi)尚沒能得到很好地解決，國家的一些重點(diǎn)工程中的大型進(jìn)口設(shè)備，很多是用進(jìn)口的專用汽車進(jìn)行運(yùn)輸，由于車輛價格昂貴，只有少數(shù)大型運(yùn)輸國有企業(yè)才能購買，造成大量重型設(shè)備無法按時運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，直接影響啦工程的進(jìn)展。所以進(jìn)行該項目的研究開發(fā)，不但具有良好的市場前景，同時也能很好的解決此類貨物運(yùn)輸?shù)睦щy。
大型貨物及設(shè)備，在化工機(jī)械，選配煤，選礦，水泥及建筑等諸多行業(yè)廣泛運(yùn)用，它們一方面來自國產(chǎn)，還有相當(dāng)大一部分依賴進(jìn)口。在上述行業(yè)中的企業(yè)新建，擴(kuò)建和技術(shù)改造時都會遇到，如先前提到的大型磨機(jī)。目前國內(nèi)此類貨物運(yùn)輸多采用平板式半掛車，低平板半掛車，凹心式半掛車和全輪轉(zhuǎn)向可升降式百噸掛車。
隨著經(jīng)濟(jì)社會的迅速發(fā)展，專用車的使用越來越多。目前各種汽車列車的發(fā)展方興未艾，大力提倡和推廣使用半掛車，對于提高和改善我國目前物流資源嚴(yán)重閑置和運(yùn)輸效率低下的矛盾，具有積極的促進(jìn)作用。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)平穩(wěn)增長，我國物流市場的發(fā)展仍處于成長期，這為半掛車提供啦用武之地。半掛車自身具有小品種，大批量，周期短的生產(chǎn)特點(diǎn)。半掛車國際市場需求量大，在未來一個時期，我國半掛車有著非常大的發(fā)展空間。
3. 半掛車的發(fā)展及應(yīng)用前景
? 首先，目前我國專用車產(chǎn)品主要以運(yùn)輸類為主，如廂式運(yùn)輸車、倉柵式運(yùn)輸車，兩種車型的總銷量占到專用車總銷量的70%左右;工程建設(shè)類專用車為輔，目前該類車型在全國專用車總銷量的占比在5%以上;最近幾年，專用用途的專用車不斷涌現(xiàn)，但銷量相對較低，如抑塵車、除霾車、地震排列車、固井車、防暴車、壓裂車、氮?dú)獍l(fā)生車等。
????? 其次，我國在專用車生產(chǎn)上缺少品牌和技術(shù)。主要體現(xiàn)在發(fā)動機(jī)技術(shù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上?？上驳氖菄鴥?nèi)企業(yè)已經(jīng)在與海外發(fā)達(dá)國家開展合作，且目前處于技術(shù)引進(jìn)和消化階段，并正在走向海外，如東莞市永強(qiáng)與意大利VE公司就新能源全地形特種汽車技術(shù)的合作;東風(fēng)與德國史密斯在半掛車上的合作;冰熊與美國皇冠芝加哥和貝雅兩大公司在冷藏車技術(shù)上的合作;華晨與與葡萄牙卡伊卡諾就機(jī)場擺渡車等開展的合作，目前華晨的機(jī)場擺渡車相繼走向尼日利亞、葡萄牙、伊朗等國。
????? 第三，我國正在成為專用車的研發(fā)和制造中心，而且專用車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。如工程類專用車由于建設(shè)任務(wù)的完成需求將減少，與人們生產(chǎn)密切相關(guān)的專用車和物流運(yùn)輸將成為主力;由此將引導(dǎo)專用車企業(yè)逐漸分為產(chǎn)量大技術(shù)含量低的企業(yè)和產(chǎn)量小但技術(shù)含量很高的企業(yè)兩大類。專用車企業(yè)數(shù)量也將有所減少。
????? 第四，我國專用車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)跟不上專用車產(chǎn)品發(fā)展的步伐。
????? 第五，我國專用車需求越來越細(xì)化，專用車產(chǎn)品正在向集約化、智能化、多極化、安全、環(huán)保、節(jié)能、防盜等方向發(fā)展。
????? 隨著國家交通運(yùn)輸業(yè)相關(guān)管理政策實施的逐步到位，甩掛運(yùn)輸這種運(yùn)輸方式必然成為物流運(yùn)輸行業(yè)的首選，而半掛車將迎來一個需求放大的井噴時期。況且，在各家企業(yè)產(chǎn)能都在不斷放大與物流效率繼續(xù)提高的雙重前提下，車輛運(yùn)輸半掛車的大量需求就更成啦預(yù)料之中的事情啦。
設(shè) 計 開 題 報 告
2． 設(shè)計方案：
1.設(shè)計的主要內(nèi)容
1.1了解專用車相關(guān)背景和設(shè)計要求。
1.2了解半掛車的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
1.3掌握所設(shè)計半掛車主要性能參數(shù)及基本設(shè)計要求。
1.4根據(jù)提供的資料，確定半掛車的結(jié)構(gòu)形式，完成半掛車總體設(shè)計。
1.5根據(jù)所設(shè)計半掛車的形式，分析各部件的結(jié)構(gòu)并選型，要求做必要的計算、分析。
1.6完成關(guān)鍵零件的計算、分析，主要參數(shù)的驗證、分析。
1.7完成設(shè)計說明書及相應(yīng)的工程圖紙。
1.8 翻譯與課題相關(guān)外文資料。
2.擬采用的設(shè)計路線和實驗方案
2.1通過相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源和各方面雜志、各大學(xué)報文章期刊，總結(jié)前沿成果，收集并深入閱讀前人資料，進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，翻譯相關(guān)外文資料。
2.2緊緊圍繞半掛掛車這一核心研究主題，深入閱讀研究資料，尤其是權(quán)威論文，總結(jié)好前人在這方面所做的主要工作，以及出現(xiàn)過的主要問題，總結(jié)理論成果，做到及時把握該領(lǐng)域的前沿動態(tài)。
2.3依托網(wǎng)絡(luò)和書本，對半掛車進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析，確定基本設(shè)計參數(shù)。
2.4通過以上工作，完成相應(yīng)設(shè)計。
3.預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)
3.1在規(guī)定的時間內(nèi)完成該研究的基本內(nèi)容，并且達(dá)到相應(yīng)的目的，即通過相關(guān)的資料查詢，完成對半掛車的總體設(shè)計。
3.2學(xué)習(xí)論文中要用到的知識和方法，完成半掛車的設(shè)計。
3.3嚴(yán)格按照畢業(yè)設(shè)計的要求，將圖紙，設(shè)計說明書等進(jìn)行整理并按時上交。
4.進(jìn)度安排
起止日期 工作內(nèi)容
2017年
2月13日-2月25日 查閱相關(guān)資料，完成開題報告。
2月26日-3月28日 開題報告答辯。
3月1日-4月3日 按開題報告確定的設(shè)計方法、 進(jìn)度規(guī)劃、系統(tǒng)的
完成分析、計算及總體設(shè)計
4月4日-5月13日 完成設(shè)計模型及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析，完善圖
紙
5月14日-6月5日 按要求系統(tǒng)整理，準(zhǔn)備答辯
6月6日-6月10日 準(zhǔn)備答辯
5.參考文獻(xiàn)
【1】趙德祥，石博強(qiáng)，馮輝.組合式多軸重型掛車車架結(jié)構(gòu)改進(jìn)與優(yōu)化設(shè)計，起重運(yùn)輸機(jī)械，2008
【2】蔣崇賢，何明輝.專用汽車設(shè)計，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1994
【3】關(guān)文達(dá)主編.汽車構(gòu)造.吉林：機(jī)械工業(yè)出版社，2007
【4】馮淵主編.汽車電子控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
【5】喬維高主編，專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計，北京大學(xué)出版社，2010
【6】麻有良主編，汽車電器與電子控制系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
【7】汪愷.機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998
【8】方培生.傳感器原理與應(yīng)用【M】.北京：電子工業(yè)出版社，1991
【9】Tom Birch, Chock Rockwood.Manual Drivetrains And Axles(Fourth Edition).
北京：中國勞動社會保障出版社，2006
【10】Tom Denton. Automobile Electrical And Electronic Systems(Third Edition).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008
【11】James D.Halderman, Chase D.mitchell,Jr. Automotive Brake Systems(Third Edition).北京：中國勞動社會保障出版社.2006
【12】雷天覺，楊爾莊，李壽剛.新編液壓工程手冊.第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版 社.1998
【13】徐博侯.工程力學(xué)基礎(chǔ)教程.杭州：浙江大學(xué)出版社，2002
【14】丁樹模，液壓傳動.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004
【15】黎啟柏.液壓元件手冊，第一版.冶金工業(yè)出版社，2000
設(shè) 計 開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
附件：參考文獻(xiàn)注釋格式
學(xué)術(shù)期刊 作者﹒論文題目[J]﹒期刊名稱，出版年份，卷(期)：頁次
如果作者的人數(shù)多于3人，則寫前三位作者的名字后面加“等”，作者之間以逗號隔開。例如：
[1] 李峰,胡征,景蘇等. 納米粒子的控制生長和自組裝研究進(jìn)展[J]. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報， 2001, 17(3): 315~324
[2] J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods[J]. Journal of Crystal Growth, 2001,233:5～7
學(xué)術(shù)會議論文集 作者﹒論文題目﹒文集編者姓名﹒學(xué)術(shù)會議文集名稱[C]，出版地：出版者，出版年份：頁次
例如：
[3] 司宗國 謝去病 王群﹒重子湮沒快度關(guān)聯(lián)的研究﹒見趙維勤，高崇壽編﹒第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞理論研討會文集[C]，北京：中國高等科學(xué)技術(shù)中心，1996：105
圖書 著者﹒書名[M]﹒版本﹒出版地：出版者，出版年﹒頁次
如果該書是第一版則可以略去版次。
例如：
[4]韓其智 孫洪洲﹒群論[M]﹒北京：北京大學(xué)出版社，1987﹒101
學(xué)位論文 作者﹒論文題目[D]﹒學(xué)士(或碩士、博士)學(xué)位論文. 出版地：出版者，出版年份
例如：
[5] 陳異.納米粒子形貌控制研究[D]. 碩士學(xué)位論文. 北京：中國科學(xué)院, 2002
專利 專利所有者.專利名稱[P]. 專利國別：專利號，日期.
例如：
[6] 姜錫洲 . 一種溫?zé)嵬夥笏幹苽浞桨竅P]. 中國專利：881056073，1989-07-26.
報紙類 作者.篇名[N].報紙名，出版日期（版次）
[7] 李大倫.經(jīng)濟(jì)全球化的重要性[N].光明日報，1998－12－27（3）
大 學(xué)
設(shè)計任務(wù)書
學(xué) 院：
專 業(yè)：
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號：
設(shè)計(論文)題目：
某型半掛掛車總體設(shè)計
起 迄 日 期:
20 年 月 日 ~ 20 年 月 日
設(shè)計(論文)地點(diǎn):
指 導(dǎo) 教 師:
負(fù) 責(zé) 人:
發(fā)任務(wù)書日期: 20 年 月 日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在學(xué)院的負(fù)責(zé)人審查、負(fù)責(zé)人簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如0201140102,為10位數(shù)），不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
5．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。
設(shè) 計 任 務(wù) 書
1．畢業(yè)設(shè)計課題的任務(wù)和要求：
通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解半掛車特點(diǎn)及使用環(huán)境，熟悉牽引車的基本類型、組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)該型半掛車總體設(shè)計要求及國家相關(guān)規(guī)范要求，依據(jù)總體設(shè)計基本要求，綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理、汽車設(shè)計、汽車構(gòu)造及專用汽車等相關(guān)專業(yè)知識，完成半掛車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定支承裝置和牽引裝置的基本結(jié)構(gòu)，對關(guān)鍵零件做必要的計算、校核，掌握相關(guān)零件的設(shè)計、計算和分析方法，做到理論與實踐相結(jié)合，提高自己的專業(yè)水平。本任務(wù)需完半掛車總布置設(shè)計，建立對應(yīng)的三維模型。關(guān)鍵零件有詳細(xì)的分析、計算，對所設(shè)計半掛車主要性能參數(shù)做必要的驗證、分析，完成相應(yīng)的工程圖紙。
2．畢業(yè)設(shè)計課題的具體工作內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
1. 了解專用車相關(guān)背景和設(shè)計要求。
2. 了解半掛車的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
3. 掌握所設(shè)計半掛車主要性能參數(shù)及基本設(shè)計要求。
4. 根據(jù)提供的資料，確定半掛車的結(jié)構(gòu)形式，完成半掛車總體設(shè)計。
5. 根據(jù)所設(shè)計半掛車的形式，分析各部件的結(jié)構(gòu)并選型，要求做必要的計算、分析。
6. 完成關(guān)鍵零件的計算、分析，主要參數(shù)的驗證、分析。
7. 完成設(shè)計說明書及相應(yīng)的工程圖紙。
8. 翻譯與課題相關(guān)外文資料。
設(shè) 計 任 務(wù) 書
3．對畢業(yè)設(shè)計課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計、圖紙、實物樣品等)：
1． 畢業(yè)設(shè)計說明書
2． 相關(guān)外文資料翻譯
3. 掛車總布置圖
4. 關(guān)鍵零件工程圖
4．畢業(yè)設(shè)計課題工作進(jìn)度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2017年
2月 13日 ~ 2月25日
2月26日 ~ 3月28日
3月1日 ~ 4月3日
4月4日 ~ 5月13日
5月14日 ~ 6月5日
6月6日 ~ 6月10日
查閱相關(guān)資料，完成開題報告。
開題報告答辯。
按開題報告確定的設(shè)計方法、進(jìn)度規(guī)劃，系統(tǒng)地完成分析、計算及總體設(shè)計。
完成設(shè)計模型及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及分析，完善工程圖紙。
按畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書要求，系統(tǒng)地整理畢業(yè)設(shè)計相關(guān)工作，具備完整的工程圖紙，按畢業(yè)設(shè)計說明書規(guī)定及要求完成編寫工作，準(zhǔn)備答辯。
論文答辯
學(xué)生所在學(xué)院審查意見：
負(fù)責(zé)人：
2016年 2月 29日
大學(xué)
設(shè)計說明書
學(xué)生姓名：
學(xué)號：
學(xué)院：
專業(yè)：
設(shè)計(論文)題目：
某型半掛掛車總體設(shè)計
指導(dǎo)教師:
20 年 月
某型半掛掛車總體設(shè)計
摘要
半掛車不僅能滿足車輛運(yùn)輸?shù)囊话阋螅€能更好的適應(yīng)客貨運(yùn)輸服務(wù)的要求以及運(yùn)輸服務(wù)的多元化、個性化需求，能更有效的發(fā)揮汽車運(yùn)輸在整個運(yùn)輸結(jié)構(gòu)中的作用，也能更好地滿足特定條件下貨物運(yùn)載的需要。
此次設(shè)計的主要內(nèi)容是集裝箱欄板半掛車，是載運(yùn)集裝箱的專用運(yùn)輸半掛車。從設(shè)計要求出發(fā)，闡述了半掛車行業(yè)國內(nèi)外的發(fā)展概況，了解了半掛車的作用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。以目前市場上已經(jīng)量產(chǎn)的集裝箱欄板半掛車主要參數(shù)為參考，對各種結(jié)構(gòu)的半掛車優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，確定此次的半掛車結(jié)構(gòu)為平板式半掛車，同時，對半掛牽引車和半掛掛車的連接處的長度和尺寸進(jìn)行了確定，對支承裝置的位置和支承質(zhì)量做出設(shè)計，并進(jìn)行車架的強(qiáng)度計算和校核。在半掛車的其他部件的選擇和設(shè)計方面，對懸架、車軸和制動系統(tǒng)作了型號的選擇和相關(guān)參數(shù)的確定。
最后，對半掛車進(jìn)行了總布置設(shè)計，使用UG建立了對應(yīng)的三維模型。給出總布置圖，并對關(guān)鍵零件車架做必要的分析，完成了相應(yīng)的工程圖紙。
關(guān)鍵詞：掛車，總體設(shè)計，車架
The overall design of a type semi-trailer
Abstract
Semi-trailer can not only satisfy the general requirements of vehicle transportation,also can better adapt to the request of the passenger and cargo transportation services and transportation services,diversified and personalized demand can be more effective to bring into full play the function of auto transportation throughout the transportation structure,also can better meet the needs of the cargo under certain conditions.
The main content of this design is the container plate semi-trailer,which is a semi-trailer for carrying containers.Based on the design requirements,this paper expounds the development situation of the semi-trailer industry,and understands the function and structure of semi-trailer.To have mass production on the market at present the main parameters tailgate container semi-trailer for reference,the comparison on the advantages and disadvantages of the various structures of semi-trailer,determine the structure of plate type semi-trailer semi-trailer,at the same time,the half-and-half tractor trailers and the joint of semi trailer to determine the length and the size of,and supporting quality to make the design to the position of the supporting device,and the strength calculation and checking of the frame.In the selection and design of other parts of the semi-trailer,the selection of the suspension frame,axle and brake system were made and the relative parameters were determined.
In the end,the semi-trailer was designed and the corresponding 3d model was established using UG.This paper gives the general arrangement diagram and makes necessary analysis on the frame of the key parts,and completes the corresponding engineering drawing.
Key words:container,overall design,frame
目錄
1緒論 1
1.1概述 1
1.2半掛車運(yùn)輸優(yōu)勢 1
1.3國內(nèi)外發(fā)展概況 1
1.3.1國內(nèi)半掛車行業(yè)分析 1
1.3.2國外半掛車的發(fā)展概況 2
1.4用戶市場與行業(yè)未來 3
1.4.1用戶分析 3
1.4.2行業(yè)未來 4
1.5半掛車的分類 4
1.5.1按半掛車車軸數(shù)分類 4
1.5.2按半掛車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類 5
1.5.3按形式和用途分類 5
1.6小結(jié) 5
2方案論證與設(shè)計 6
2.1半掛車的總體結(jié)構(gòu) 6
2.2半掛車和牽引車的連接 9
2.2.1半掛車的前回轉(zhuǎn)半徑與牽引車的間隙半徑 10
2.2.2半掛車的間隙半徑和牽引銷的后回轉(zhuǎn)半徑 10
2.2.3半掛車的牽引板離地高度 10
2.2.4半掛車相對牽引車的前俯角和后仰角 10
2.3半掛車的支承裝置 10
2.3.1支承裝置的要求 11
2.3.2支承裝置的分類 11
2.3.3支承裝置的設(shè)計 11
2.4半掛車牽引聯(lián)接裝置 12
2.5半掛車的車架設(shè)計 13
2.5.1車架的載荷及許用應(yīng)力的確定 13
第 Ⅰ 頁 共 Ⅱ 頁
2.5.2車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14
2.6 小結(jié) 22
3半掛車其他部件設(shè)計 23
3.1半掛車的懸架 23
3.2半掛車的車軸 24
3.3半掛車制動系統(tǒng) 26
3.3.1制動系統(tǒng)的要求 26
3.3.2制動系統(tǒng)工作原理 26
3.4 小結(jié) 28
總結(jié) 30
致謝 31
參考文獻(xiàn) 32
第 Ⅱ 頁 共 Ⅱ 頁
某型半掛掛車總體設(shè)計
1緒論
1.1概述
國標(biāo)中對于半掛車的定義為:由半掛牽引車牽引而且車軸置于車輛中心后面，拖車總重的很大一部分由牽引車承擔(dān)的掛車[1]。所以能得出下面的結(jié)論，被用來運(yùn)輸貨品的貨箱和底盤，前面用牽引座、牽引銷與牽引車連接，后面經(jīng)懸掛、軸和輪胎支撐在道路上，這就是所謂的半掛拖車，它和牽引車一起形成半掛車。
按照可用的定義，半
掛車具有牽引力，而全掛車無牽引座，這是兩種構(gòu)造最重要的不同點(diǎn)。普通情況下，說起掛車一詞，就是指半掛車和全掛車。
半掛車是貨物運(yùn)載成長過程下的產(chǎn)品，與一般車型對比來說，有完全發(fā)揮運(yùn)載貨品的效率、減小運(yùn)載成本、減小中途損耗等優(yōu)點(diǎn)。只有半掛車這種專用車，才能滿足特定條件下的各種特定要求作業(yè)，才能更好的為迅速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)服務(wù)，更加有效的發(fā)揮汽車在運(yùn)輸中的重要作用。
1.2半掛車運(yùn)輸優(yōu)勢
半掛車可以使貨物的運(yùn)載效率變大、減少貨物運(yùn)載途中成本、減少進(jìn)行專項作業(yè)時的損耗。根據(jù)統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)，半掛車通常情況下，能降低施工費(fèi)用的20%-30%，縮短工時30%-35%，節(jié)約勞動力約41%。軸荷相同的半掛車與一般的的載荷汽車對比，裝載質(zhì)量會成倍增加。半掛車擴(kuò)寬了汽車的適用范圍，提高了行業(yè)的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量。與此同時，半掛車的飛速發(fā)展將為國民經(jīng)濟(jì)體系帶來數(shù)額巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因為半掛汽車和半掛牽引車是采取牽引座和牽引銷的連接方法，因此收縮了半掛車總體長度，提高了行駛過程中的穩(wěn)定性和靈活性。降低風(fēng)的阻力喪失量和全掛車的牽引鉤和拖車鉤間的碰擊等問題，牽引車承受半掛的一些負(fù)載，從而提高半掛車輪驅(qū)動輪連接到牽引車的牽引重量，發(fā)動機(jī)的功率獲得充分發(fā)揮，半掛車是相對容易完成的運(yùn)載方式，用牽引車牽引多輛半掛車，運(yùn)載車列車到車站確定的部分，由其他牽引車?yán)揭サ牡胤?，該牽引車就把其他的半掛車?yán)厝ィ瑵L裝運(yùn)輸-將集裝箱聯(lián)同半掛汽車列車直接裝船和登岸，將公路和水上運(yùn)輸結(jié)合起來，實現(xiàn)當(dāng)代化的運(yùn)輸管理辦法，所以得到了非?；鹚俪砷L。
1.3國內(nèi)外發(fā)展概況
1.3.1國內(nèi)半掛車行業(yè)分析
（1）我國半掛車的發(fā)展背景，從1998年以來，國家實施積極的財政政策、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動了半掛汽車列車行業(yè)的迅速發(fā)展。同時，路面條件的不斷改善和交通運(yùn)輸業(yè)的成長為公路運(yùn)輸?shù)母咚倩⒁惑w化、專業(yè)化、集裝箱化發(fā)展創(chuàng)造了良好的客觀條件，同時為半掛掛車普遍應(yīng)用于現(xiàn)代社會締造了前提。半掛車具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，貨物運(yùn)輸會不斷向重型化和列車化的方向成長。最近幾年以來，國家陸陸續(xù)續(xù)頒布實施了一系列得規(guī)定，也促使了半掛汽車列車的快速發(fā)展。
（2）我國半掛車所面臨的問題：與海外同類型企業(yè)對比來說，我國半掛車還有著不少問題，表示為，技術(shù)含量不高，產(chǎn)物附加值比較低，國產(chǎn)半掛車具有構(gòu)造簡單、功能唯一、可靠性相對差、成本更高等不足。由于技術(shù)含量低，容易被模仿，大型企業(yè)可以出產(chǎn)，小企業(yè)也能夠制造，市場供應(yīng)過多，缺乏需求。這些成分使半掛車行業(yè)的平均利潤率僅到達(dá)3.5%左右的程度。進(jìn)口類似國外產(chǎn)品，因為功能多樣化，掛車的可靠性比國內(nèi)高，加之車型品牌優(yōu)勢，價格一般是國產(chǎn)半掛車的兩倍，乃至更高。二是產(chǎn)品質(zhì)量不高，可靠性差，中國半掛車上裝的重要零部件總體技術(shù)水平不高，如液壓件、泵、閥等，還沒有到達(dá)高的技術(shù)程度，限制了高水平半掛車的研發(fā)和出產(chǎn)。進(jìn)口半掛車的平均非故障率可到達(dá)3年，而相同種類的我國掛車在不到一年的時間內(nèi)，將會有松帶、漏油、控制故障，生銹和其他問題，增加成本。由于以上給出的原因，很多購買者寧愿多費(fèi)錢也買國外的半掛車，所以需求有一部分流向國外，使半掛車車市場供需失衡情況更加嚴(yán)重。第三是半掛車品種少，難以滿足各類實際作業(yè)的需求，目前來說，中國國內(nèi)總質(zhì)量30t，功率224kW以下的半掛牽引車底盤基本上來說可以滿足市場供應(yīng)，可是，對于一些技術(shù)要求高，布局要求比較復(fù)雜，產(chǎn)量小的底盤，如224kW以上的半掛牽引車底盤，只有少量產(chǎn)品供應(yīng)，且質(zhì)量不高。第四是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對來說不合理，國內(nèi)生產(chǎn)有散、亂、差的矛盾。此中，生產(chǎn)半掛車的企業(yè)較多，但都沒有形成大量出產(chǎn)，與美國和歐洲對比差距巨大。機(jī)械化水平低，手工作坊式的生產(chǎn)車間多，質(zhì)量不均勻；在生產(chǎn)工藝程度方面，因為沒有大范圍化的技術(shù)改變，國產(chǎn)和自制設(shè)備比例占總比例大，工人水平低，造成了半掛掛車的質(zhì)量和等級難以增加，限制半掛掛車的成長。因為資金不集中，反復(fù)建設(shè)，資本未能獲得很大程度的利用，廠家很難變?yōu)榉秶?、系列化、?biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化，也就很難建立廠家和其他廠家的競爭上風(fēng)。
1.3.2國外半掛車的發(fā)展概況
（1）國外半掛車的現(xiàn)狀，美國和歐洲的一些發(fā)達(dá)地區(qū)是最早發(fā)展半掛車的，在日本和前蘇聯(lián)等進(jìn)行第二次世界大戰(zhàn)后，得到了進(jìn)一步的成長。1970年末尾，汽車行業(yè)遇到了全世界范圍內(nèi)的衰敗和銷售停滯，與此同時，研究專用汽車方面成了各個國家解脫巨大經(jīng)濟(jì)困難的救命稻草。所以，在世界范圍內(nèi)，專用汽車迅速發(fā)展?，F(xiàn)在，美國和歐洲的發(fā)達(dá)國家中，專用汽車每年的產(chǎn)量已經(jīng)占到所產(chǎn)貨物運(yùn)載車總的80%之上，在人類生產(chǎn)的所有范疇，專用車都普遍涉及。其品種已經(jīng)有6000多種。伴隨著各個國家總體實力的提升，交通條件的持續(xù)改善，道路運(yùn)輸?shù)目焖俪砷L，全球?qū)Ｓ密嚨男枰谥饾u變大。
（2）國外半掛車的生產(chǎn)組織情況，主要有以下的四種，首先是主機(jī)廠，就是汽車集體，汽車公司或工廠下面的分公司或分廠出產(chǎn)半掛車，主營本車廠所出產(chǎn)的汽車改裝而來的半掛車。第二是從底架廠購置其他企業(yè)的底架，本身改裝出產(chǎn)半掛車。這些汽車廠在獲得訂單后，改裝產(chǎn)出半掛車。在各大企業(yè)之間的利益角逐中，各廠大批出產(chǎn)適用于半掛車的底架來謀求成長。第三是用戶同時運(yùn)營半掛車，有些運(yùn)輸公司購買一些普通汽車底盤，然后自己改裝半掛車，但其結(jié)構(gòu)比較簡單，數(shù)量也較少。第四是非汽車公司來進(jìn)行半掛車生產(chǎn)，例如某些從事飛機(jī)生產(chǎn)、船只、設(shè)備制造、鐵道車輛制造的公司也設(shè)分廠來進(jìn)行半掛車生產(chǎn)。
1.4用戶市場與行業(yè)未來
1.4.1用戶分析
貨物運(yùn)載行業(yè)能認(rèn)為是半掛車購買的最主要的一部分，到現(xiàn)在為止，我國大型小型貨物運(yùn)載公司共擁有近三百萬家，它們的組成形式按作用劃分，有下面兩類：全能型貨物運(yùn)載企業(yè)（包括大型、流通資本豐富的貨物運(yùn)載企業(yè)）、部分作用型貨物運(yùn)載企業(yè)（如運(yùn)載公司、加工企業(yè)等）。按起源能分成，國有貨物運(yùn)載公司重組而來的供應(yīng)商、外國完美運(yùn)作的貨物運(yùn)載公司、在原有的流通和運(yùn)載部分轉(zhuǎn)化而來的公司、中外共同擁有的貨物運(yùn)載公司。
除了以上的貨物運(yùn)載公司，還存在許多成立時間短的非貨物運(yùn)載公司，行業(yè)中絕大一部分都是這些企業(yè)，同時，他們中間又有很大一部分在做空車運(yùn)載，為公司負(fù)擔(dān)貨物運(yùn)載等較小的部分。其余的被壟斷性的運(yùn)載企業(yè)所支配，負(fù)擔(dān)港口等的運(yùn)載，一直處于工作不均衡的狀態(tài)，這些用戶在選擇半掛車時，對運(yùn)載質(zhì)量、油耗量、是否可改裝等尤為在意，而他們是小型公司的主要需求群體，通常是這些用戶影響著小型企業(yè)生產(chǎn)的水平，假如你不遵照他們的愿望，用戶也許會購入其他公司的半掛車。
部分作用型的公司，按通常意義上來說，完全不能算作標(biāo)準(zhǔn)的貨物運(yùn)載公司，這些也可以劃分成兩類，一類擁有自己的半掛車，另一類是在標(biāo)準(zhǔn)貨物運(yùn)載公司下的三四流運(yùn)載公司，本身的半掛車幾乎沒有，到現(xiàn)在為止，這樣的企業(yè)在我國大約有兩萬家。第一類公司的半掛車大多是不符合規(guī)范的。隨著我國半掛車法律規(guī)范的進(jìn)一步頒布，這些公司對于產(chǎn)品的需要必然會進(jìn)一步提升。第二類公司，現(xiàn)在也處于快速的發(fā)展過程中，在不久的將來，這些公司一定會對半掛車需求巨大。
國有傳統(tǒng)的貨物運(yùn)載公司，大部分是國家出錢，他們處于行業(yè)中的壟斷地位，具有巨大的優(yōu)越性，讓我國其他企業(yè)望塵莫及，這就不可避免讓他們變成一家獨(dú)大的狀態(tài)，他們的需要是巨大的，通常是一次購買很大一部分的產(chǎn)品。在企業(yè)的選擇方面，他們所關(guān)注的通常是企業(yè)的行業(yè)內(nèi)形象，來源，產(chǎn)品制造水平，而錢的多少不是主要的參考因素。企業(yè)的參與方式一般是競標(biāo)，可因為國企內(nèi)部存在的種種缺陷，在競標(biāo)的過程中具有很多黑幕，導(dǎo)致過程并不公開透明化，這已經(jīng)是半掛車行業(yè)公開的秘密啦。
在購買時間上，大多數(shù)公司，他們運(yùn)載機(jī)器的購買都有一定的規(guī)律性，貨物運(yùn)載的集中點(diǎn)是在七八月份，這時也是半掛車購買的旺季，以上這些公司，都會在這時候購買一批數(shù)量不小的產(chǎn)品。
1.4.2行業(yè)未來
伴隨著半掛車行業(yè)相關(guān)法規(guī)的頒布，這種完全優(yōu)越于一般運(yùn)載車的運(yùn)載手段，在接下來的一段時間內(nèi)，必將迎來蓬勃的發(fā)展，我國各個車企都深知銷售對于自身的重要性，而貨物運(yùn)載就成為了是否能如魚得水的關(guān)鍵所在，各生產(chǎn)制造基地與銷售網(wǎng)點(diǎn)之間的運(yùn)載效率就確定了是否可以在競爭激烈的今天，更好的生存下去，火車和一般的卡車運(yùn)載都存在明顯的缺陷，所以，半掛車的巨大需求不可阻擋。
1.5半掛車的分類
1.5.1按半掛車車軸數(shù)分類
半拖車可分為單軸、雙軸、三軸和多軸四類（圖1-1）。
圖1-1半掛車分類
單軸的半掛掛車是其中最為結(jié)構(gòu)簡單的半掛掛車。它的生產(chǎn)便利，與此同時，車胎磨損和汽油消費(fèi)量較小。隨著用戶要求的運(yùn)載重量增大，為不越過國家標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)載和貨物運(yùn)載總重，企業(yè)的一般方法是增添車軸數(shù)。
1.5.2按半掛車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類
根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來分，半掛掛車分成軸可升高的半掛車、車軸距離變化的半掛掛車、多牽引銷半掛車等。
車軸距離變化的半掛掛車是車輪之間的長度對于車架來說能改變的半掛掛車。軸可升高的半掛掛車，指的是在提起輪軸后更改了與地面的接觸環(huán)境，降低了行駛阻力，降低了車輪損耗量，可是，它的構(gòu)造復(fù)雜，其執(zhí)行部件為液壓或氣動部分。
1.5.3按形式和用途分類
半掛車的使用是非常廣泛的，根據(jù)形式和使用途徑來分，包括各專用車輛，基礎(chǔ)型是低平板半掛車和一般的欄板式半掛車。
1.6小結(jié)
本章具體闡述了半掛車的組成、種類，與一般運(yùn)輸方式相比來說的優(yōu)勢，行業(yè)內(nèi)的國內(nèi)外發(fā)展趨勢，以及對未來的展望。
2方案論證與設(shè)計
2.1半掛車的總體結(jié)構(gòu)
平板式半掛車：車輪之上,貨物平臺都是平直的，適合運(yùn)輸鋼材、木料和大型設(shè)備產(chǎn)品。
圖2.1 平板式半掛車
階梯式半掛車：車架呈現(xiàn)出階梯形，在鵝頸后面，是所需要的貨臺平面，最開始生產(chǎn)的階梯式半掛車，它的鵝頸結(jié)構(gòu)是彎曲的結(jié)構(gòu)，在第二平面是鵝頸形。階梯式半掛車貨臺較低，由于該特點(diǎn)，適用于各類尺寸較大的機(jī)器、鋼鐵等的運(yùn)載。
圖2.2 階梯式半掛車
凹梁式半掛車：它的貨臺平面，相對于其他種類的半掛車來說，具有最低的承載平面。在一般情況下，凹型貨臺平面離地高度根據(jù)所需要的特殊需求確定，由此可以得出，這類型的半掛車適合運(yùn)輸比較高的貨物。
圖2.3是此次設(shè)計的半掛車。底盤前面的牽引銷1與牽引座連接，來牽引半掛掛車，在方向改變的時候，它也能實現(xiàn)牽引車和半掛掛車的方向變化。底盤2上的負(fù)載由牽引銷座1和懸掛系統(tǒng)5由一定比例給到半掛掛車車輪4上；當(dāng)拖車脫離時，半掛掛車前方的負(fù)載由支承部件3支承。半掛掛車和牽引車一樣，也具備駐車剎車器。
圖2.3 集裝箱半掛車
1—牽引銷；2—車架；3—支承裝置；4—車輪；5—懸掛系統(tǒng)；6—制動系統(tǒng)
圖2.4 UG模型
在比較了直通式縱梁車架和鵝頸式車架的各項優(yōu)缺點(diǎn)后，我選擇的是直通式縱梁車架，它的縱截面為工字型，上翼是一條直線，下翼是一條發(fā)生折斷的線，肋板制作成三角狀，焊接后應(yīng)有具有可以滿足要求的強(qiáng)度。橫梁的話，我采納的是整根工字型材或槽鋼，在兩根縱梁之間，橫梁由縱梁腹板上的孔貫穿，縱梁和橫梁相接觸的地方不完全焊接，和縱梁的上、下翼板留有一定的空隙。這種被大多數(shù)企業(yè)廣泛采用的貫穿式車架既有可以滿足要求的強(qiáng)度，又可以讓車架有一定的承受扭轉(zhuǎn)變形的能力，正在慢慢地代替斷開式橫梁?？蚣?，采用牽引銷總成、支承配置固定架、備用胎架和側(cè)梁等。底板一般采取鐵木構(gòu)造。
2.2半掛車和牽引車的連接
半掛車和牽引車的連接尺寸如圖2.5，表2-1所示，在圖中，H為牽引車牽引座沒有負(fù)載時接合面距離地面的高度。
圖2.5 半掛車與牽引車的連接尺寸
M(t)
L最大
Rf最大
Rr最大
H(mm)
H1（mm）
L1（mm）
≤4
800
1400
1310
1130~1160
1080~1110
550
＞4～6.5
900
1540
1470
1130~1187
1080~1137
550
＞6.5～8.5
1000
1600
1550
1187~1226
1137~1176
750
＞8.5～10
1000
1600
1667
1226~1315
1176~1265
750
＞10～17
1200
2000
1900
1250~1400
1200~1350
750
＞17
1600
2050
2200
不大于1400
不大于1350
750
表2-1半掛車連接互換尺寸表
2.2.1半掛車的前回轉(zhuǎn)半徑與牽引車的間隙半徑
半掛車的前回轉(zhuǎn)半徑Rf：牽引銷的中央和半掛掛車前面的最遠(yuǎn)點(diǎn)兩點(diǎn)的長度。為達(dá)到半掛車和牽引車在行駛過程中中不發(fā)生干涉的目的，通常情況下，需要（Rf+Cf）-Rf≥150 mm。
2.2.2半掛車的間隙半徑和牽引銷的后回轉(zhuǎn)半徑
半掛掛車的間隙半徑Rr+Cr是指從牽引銷中央到鵝頸的長度，或者是支承部件上的平面內(nèi)的距離最小的點(diǎn)。牽引車的后回轉(zhuǎn)半徑R是牽引中央的中心距，在牽引車底盤后面平直方向的最長的長度。通常情況下，要求（Rr+Cr）-R＞70 mm。
2.2.3半掛車的牽引板離地高度
牽引板的距離地面距離指半掛掛車在完全載運(yùn)貨物時的距離，其值必須和牽引車座板平面在完全載運(yùn)貨物時的距離地面的長度相等。
2.2.4半掛車相對牽引車的前俯角和后仰角
前俯角和后仰角如圖2.6所示。
α— 前俯角
β— 后仰角
β
α
圖2.6 半掛車的前俯角和后仰角
一般情況下，α=7o～14o，當(dāng)路面情況較好時，取較小的值，當(dāng)路面情況較差時，取較大的值。β通過半掛車鵝頸處的長度來給出，如果是一般貨物運(yùn)載，β=8o～10o左右，如果是越野的話，β=15o左右，此處β取8o。
2.3半掛車的支承裝置
所有半掛車都有一個支承部件，它裝配在半掛車的前面，扮演支撐半掛車的角色。并經(jīng)支承部件的手搖構(gòu)造來使半掛車的前面離地的距離得到改變，從而使得接掛和脫掛更加順暢。當(dāng)半掛車行駛在路面上的時候，支承結(jié)構(gòu)須要收起，以免影響行駛。
2.3.1支承裝置的要求
（1）脫掛時可以保證半掛車處于和地面平行的狀態(tài)，避免上下傾斜；
（2）脫掛和接掛時升降速度相對較快，可以輕巧的協(xié)調(diào)它的高度；
2.3.2支承裝置的分類
（1）按照操作方式來分:可以分為聯(lián)動支承和單動支承.聯(lián)動支承僅僅需要在單邊操作就能使支承部件達(dá)到共同的高度變化，而單動支承就需要在兩側(cè)進(jìn)行各自操作。
（2）按照支承管截面形狀來分：可以分為圓管、方管、八角管支承等。
（3）按照齒輪傳動機(jī)構(gòu)來分：可以分為單級、雙級和三級齒輪傳動等。
本次設(shè)計的半掛車采用基本式聯(lián)動支承部件（如圖2.7所示）。
圖2.7 基本式聯(lián)動支承部件
2.3.3支承裝置的設(shè)計
（1）支承裝置的位置
當(dāng)半掛車完全負(fù)載貨物時，支承部件必須確保支撐的負(fù)載小于或者等于半掛車的總重的百分之五十。
（2）支承裝置的高度和行程
支承桿的高度和行程指的是半掛車總設(shè)計得出的負(fù)載面的離地的距離，而且是支承部件不起作用時所需要的最少距離地面縫隙。
（3）支承質(zhì)量
支承重量需要基于半掛車的總重和支承部件的布置方位，來獲得支承部件的的負(fù)載重量。想到支撐時支承部件的不一致性、貨物運(yùn)載不平均性、路面不平和負(fù)載較大等因素，有必要將附加的載重因子=1.1～1.3乘入，即支承裝置的支承質(zhì)量。
半掛車支承部件行業(yè)規(guī)范中，推舉了支承部件的形式，能夠供設(shè)計時選擇。
以我國現(xiàn)在半掛車噸位規(guī)模的情況分析，僅僅需要選用第二種或第三種支承質(zhì)量的支承裝置，一般情況下能夠滿足使用要求。
半掛車載質(zhì)量10～15t，支承質(zhì)量為20t。
半掛車載質(zhì)量15～30t，支承質(zhì)量為24t。
半掛車載質(zhì)量30～60t，支承質(zhì)量為32t。
確定了支承部件的支承重量，就能針對支承部件內(nèi)的重要部位作穩(wěn)定性校核。
（4） 手柄力的大小和升降速度
我們需要確定操作支承部件需要給出手柄力的多少，中國ZBT 73001-87中規(guī)定，用手操作支承部件時，它的力必須小于等于196N。
手柄力F的計算公式如下：
F=（N）
式中：Mt為螺紋的舉升力矩；L為手柄臂長，通常取300-400mm；i為齒輪傳動總傳動比。
2.4半掛車牽引聯(lián)接裝置
大部分的半掛車的連接，都為牽引座—牽引銷的組合。牽引銷裝配在牽引板前面，牽引座裝配在車架上，而且存在分離—連接和鎖緊構(gòu)造，來確保牽引座與牽引銷的連接或脫離工作穩(wěn)當(dāng)性高。
牽引銷的尺寸目前是標(biāo)準(zhǔn)化的，分成50號銷和90號銷；
直徑為50.8mm的50號銷應(yīng)用在總重≤50t的半掛車上，直徑為88.9mm的90號牽引銷則應(yīng)用在總重為50-100t的半掛車。
牽引銷在材料上大多數(shù)情況下選用中碳鉻、鎳鉻等合金鋼，通過調(diào)質(zhì)和接觸表面高頻淬火工藝處理，同時進(jìn)行探傷檢查。它的結(jié)構(gòu)類型和聯(lián)接方法分為A、B型，A型聯(lián)接方法就是在半掛車的牽引板上面焊上一個支撐板，牽引銷的上法蘭和支承板由螺釘聯(lián)接。B型聯(lián)接方法就是在牽引板上焊上一帶錐孔的支承座，牽引銷中間的錐體插入錐孔內(nèi)，同時用零件緊固，用銷鎖死。
牽引座可以分為座板、分開-連接構(gòu)造和支座。按支座可否挪動，牽引座可以分成固定型、舉升型和移動型；它的分開-連接構(gòu)造又可以分成夾板式和單鉤式。
第二種和第三種通常情況下指的是牽引座能舉升和向前和向后隨意挪動，在與底盤對比的情況下。
單自由度牽引座被叫做一軸式，此構(gòu)造方式的長處是當(dāng)半掛車在路面工作時，橫側(cè)可靠性較高，普通情況下用于尺寸較大的貨箱、貨物平臺、分散貨物等其他普通運(yùn)載的半掛車。
鉤式牽引座和夾板式牽引座是目前比較經(jīng)典的構(gòu)造。與此同時，牽引車與半掛車聯(lián)接、牽引、脫離鉤，經(jīng)牽引座夾緊裝置實現(xiàn)。
本次所設(shè)計的半掛掛車總重為35t，依據(jù)行業(yè)規(guī)范，我們所用的牽引銷型號是50號牽引銷，它的構(gòu)造各個長度直徑如圖2.8所示，安裝在距車架最前端1200mm處。
圖2.8 50號牽引銷
2.5半掛車的車架設(shè)計
車架是此次設(shè)計半掛車的最重要的一部分，和各個主要總成都進(jìn)行著一定的連接，承受了復(fù)雜的三維力系。隨著我國高速公路的飛速發(fā)展，所要求的速度慢慢增加，所以需要設(shè)計的車架能夠具備一定的抗彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的能力。
2.5.1車架的載荷及許用應(yīng)力的確定
應(yīng)用材料力學(xué)中突變接受的一種簡化受力的方法，我們僅僅思考當(dāng)半掛車車架承受靜力載荷時，它的彎曲強(qiáng)度和剛度。半掛車車架左右部分的縱梁我們簡化為簡支梁，同時載荷相同，單個縱梁載荷均勻，所受載荷按均布載荷進(jìn)行處理，通過解析法進(jìn)行計算，我們可以做出半掛車車架的彎曲強(qiáng)度計算和剛度校核，然后先大概確定縱梁的截面大小。
2.5.2車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）縱梁
車架的縱梁構(gòu)造，依據(jù)用戶所給出的貨臺構(gòu)造的需求，對應(yīng)的有平板式、階梯式、凹梁式等。
縱梁斷面一般情況下是工字狀和槽形,為了避免縱梁的上翼緣和下翼緣因為形變而
分裂,通常依據(jù)受力的材料力學(xué)理論檢驗,它的作用力應(yīng)該小于等于許用彎曲作用力。
截面的翼緣最大寬度通常不超過16δ(δ為鋼板的厚度)，如果是載重量較大，我們通
常會使用工字形截面的縱梁。
半掛車縱梁的斷面高因為負(fù)載貨物質(zhì)量的差別而體現(xiàn)出比較明顯的差別。例如：鵝
頸處半掛車縱梁截面相對高，平板結(jié)構(gòu)由于貨臺離地距離的制約，在剛度第一的要求
下，我們要盡量做小，來適應(yīng)不同種類的貨物。
如果是階梯式或者凹梁式半掛車的話，它們的鵝頸處各個長度由于沒有貨臺高的制
約，為了達(dá)到強(qiáng)度足夠大的目的，縱梁的鵝頸處高度尺寸應(yīng)該按情況增加。
縱梁主截面的最大高度，我們以下面的尺寸為依據(jù)：
載質(zhì)量15t，主截面高300mm左右；載質(zhì)量20～30t，主截面高350～450mm；載質(zhì)量40～50t，主截面高450～550mm。
半掛車底盤縱梁隨著斷面各個長度的不一樣而改變，我們通常以強(qiáng)度和總布置為依據(jù)來決定。
半掛車出產(chǎn)到現(xiàn)在，各個企業(yè)為了使產(chǎn)品變型更加便利，確定了一些縱梁腹板、翼板尺寸標(biāo)準(zhǔn)，因此，我們能夠使用幾種不同規(guī)格的肋板和翼板的組合，來適應(yīng)各個載重量半掛車的需求。
此次半掛車縱梁的參數(shù)如下：
主截面高為500mm；腹板厚度8mm；上翼板尺寸140×16；下翼板尺寸140×16；變截面加強(qiáng)板尺寸110×8。
凹梁式
階梯式
平板式
圖2.9 縱梁種類
（2）橫梁
橫梁是組成底盤的重要的一個部分，它把左右縱梁連接起來。橫梁自己的抗扭特性和在底盤上的具體布置情況對底盤的內(nèi)部作用力和底盤的強(qiáng)度有很大的作用，合適地給出橫梁的尺寸的總布置能夠確定底盤具備充足的受扭強(qiáng)度。
半掛車底盤的橫梁，分為沖壓工藝制作或向其他公司采納型材兩類，沖壓工藝制作和后者相比，會輕到15%～20%。
通常使用的橫梁結(jié)構(gòu)如下：
（1）圓形有相對高的受扭強(qiáng)度，可由于縱梁斷面高，為了讓載荷可以從斷面?zhèn)鬟_(dá)給橫梁，一定要焊接一些肋板，所以，底盤的質(zhì)量變大、花費(fèi)因此高、所需要的制造技術(shù)繁雜。與此同時，如果受扭程度大時，肋板處內(nèi)部作用力大。所以圓形橫梁通常僅僅在底盤縱梁的兩頭使用，位置與下翼板比較接近，底盤整體的受扭強(qiáng)度變大。
（2）工字形負(fù)載傳遞與其他類型相比較好，可由于縱梁和橫梁翼緣聯(lián)接，對受扭限制大，所以翼緣處發(fā)生的內(nèi)部作用力大。
（3）槽形一般是鋼沖壓工藝制作而成，花費(fèi)較低，所以很大一部分企業(yè)使用這種橫梁，受扭強(qiáng)度差。
（4）箱形與圓形橫梁差不多，有比較優(yōu)越的抗扭性。
橫梁的斷面各個長度，我們一般用類比法決定。從產(chǎn)物的系列化、規(guī)范化和普遍化出發(fā)，此次設(shè)計使用一、二種橫梁，在布置上，使用疏密相間的方法。
（3）縱梁和橫梁的連接
底盤的強(qiáng)度，除了與縱梁、橫梁原本的強(qiáng)度有關(guān)，連接點(diǎn)處的強(qiáng)度對它的作用也很大，連接點(diǎn)處的強(qiáng)度如果越大，車架的強(qiáng)度就越大。因此，橫梁和縱梁連接點(diǎn)布置的合理給出，是必須面對的重要問題，以下給出幾種連接點(diǎn)布局。
（1）橫梁和縱梁的上下翼緣聯(lián)接（見圖2.10（a））。此布局對增大底盤的受扭強(qiáng)度，十分起作用?？僧?dāng)受扭過大時，容易限制受扭，所以，縱梁翼緣處會發(fā)生較強(qiáng)的內(nèi)部作用力。
（c）
（a）
（d）
（b）
圖2.10 半掛車縱梁和橫梁的連接
（2）橫梁和縱梁的肋板聯(lián)接（見圖2.10（b））。此布局強(qiáng)度差，許可縱梁斷面不受限制發(fā)生翹曲，未達(dá)到限制受扭。此布局一般在受扭改變程度小的底盤中間的橫梁上得以使用。
（3）橫梁與縱梁上翼緣和肋板聯(lián)接（見圖2.10（c））該布局同時具備上述兩種構(gòu)造特性，所以和上述兩種相比，使用較多。
（4）如圖2.11所示。此布局也被叫做貫穿連接結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)在絕大多數(shù)企業(yè)使用的車架布置形式。此結(jié)構(gòu)在聯(lián)接處僅僅焊住橫梁腹板，它的上面和下面的翼板不焊接，而且穿孔間留出一定的空隙。如果縱梁發(fā)生形變，此結(jié)構(gòu)許可縱梁發(fā)生微小移動，因此消除應(yīng)力集中的現(xiàn)象。
此結(jié)構(gòu)有腹板，承載能力大，應(yīng)力會更加均勻。
圖2.11 貫穿式橫梁結(jié)構(gòu)
（4）車架寬度
為加強(qiáng)底盤的橫側(cè)強(qiáng)度，使縱梁之外的橫梁的外側(cè)距離變小，兩根縱梁間的距離，要盡量大。從制作工藝的角度出發(fā)，車架兩縱梁間，一般用前后等寬布局。
（5）縱梁強(qiáng)度計算
半掛車學(xué)說研究中，縱梁設(shè)計時，一般僅僅針對縱梁實行化簡之后的剛度計算和校核，來給出縱梁的斷面各個長度。依據(jù)以上傳統(tǒng)，設(shè)計縱梁時我們給出下面的假設(shè)：
（1）在牽引銷和后輪上，縱梁是簡支梁；
（2）空載時的重量均勻分布在兩縱梁的全長，貨物完全運(yùn)載時的載重均勻分布在負(fù)載面的全長。
圖2.12 車架模型
因此這篇文章，在模型的建立中，思考縱梁受力狀態(tài)時，首先得出的是力學(xué)的，雖然在具體境況中，縱梁所受的負(fù)載要比模型繁復(fù)的多，但是總體上，靜態(tài)負(fù)載和動態(tài)負(fù)載對稱垂直，我們能夠把縱梁看成牽引銷和后軸支撐的簡支梁，然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。與此同時，縱梁左右對稱，因此，能夠?qū)δ骋粋?cè)縱梁用傳統(tǒng)的理論做強(qiáng)度計算。它的計算過程如下所示：
縱梁和橫梁都使用P51OL，P51OL有較好的機(jī)械特性，冷沖壓、焊接性能等。P510L鋼的綜合特性優(yōu)于Q235A和16Mn，許用應(yīng)力[σ]=395 Mpa。側(cè)支梁和上述第四種結(jié)構(gòu)的橫梁都使用Q235A，伸長率δ=26%，密度ρ=7.8×103kg/m3。
（1）車體各個部分的質(zhì)量
底盤重2800kg，牽引板、牽引銷和懸架重500，三根軸共重900，貨物運(yùn)載鋼板質(zhì)量750kg，攔板等約480kg，護(hù)攔板、器材箱總重為300。
（2）軸荷分配
如圖2.13所示，半掛掛車后軸的作用力簡化為,有：
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——牽引銷所受力（N）；
——后軸中心處所受力（N）；
——牽引銷到中間車軸的距離（m）
圖2.13 車架均布載荷圖
空載：
滿載：
（三）強(qiáng)度計算
滿載情況下，縱梁的強(qiáng)度校核
1.支反力計算
式中：——半掛車承受的重力
——縱梁上的單位長度線載荷
由上述計算得：
由平衡力矩：得
2.剪力的計算：
CA段：
AB段：
BD段：
3.彎矩的計算：
CA段：
AB段：
BD段：
通過以上三式能夠得到縱梁M最大的點(diǎn)是：
A點(diǎn)的最大彎矩：
；
B點(diǎn)的最大彎矩：
；
通過受力能夠得出，彎矩最大點(diǎn)出現(xiàn)在段上，于是：
；
；
；
（四）危險截面確定
經(jīng)過對所作圖的分析和縱梁受力分析能夠得到危險斷面各自距車架前面長度為1.50m，2.96m和4.771m，所以對上面三處實施剛度檢驗，令它們是斷面1、斷面2、斷面3。
截面1：H=250mm，δ1=16mm，δ2=8mm，B=140mm
截面2：H=330mm，δ1=16mm，δ2=8mm，B=140mm
截面3：H=500mm，δ1=16mm，δ2=8mm，B=140mm
由此可計算抗彎截面系數(shù)：
=0.0005465m3
=0.0007747m3
=0.0013236m3
各截面處的彎矩：
通過材料力學(xué)公式得到的彎矩，得出三個截面的應(yīng)力如下：
截面1：
截面2：
截面3：
接下來計算三個截面的剪切應(yīng)力：
剪切應(yīng)力：，為所選材質(zhì)的許用剪切應(yīng)力。
工字梁斷面，它的肋板上的受剪作用力能當(dāng)做是均勻分布的，因此它的受剪作用力能用下面式子得出：，其中是腹板截面面積。
通過以上公式得出三個斷面的受剪作用力：
截面1：
截面2：
截面3：
因為縱梁受剪切和彎曲作用力，因此它的作用力需要以下的式子得出：
許用應(yīng)力：，式中：是材料的屈服極限
是疲勞系數(shù)=1.2-1.4我們?nèi)?1.3，是動載系數(shù)=1.8-2.2我們?nèi)?2.0
此次設(shè)計的半掛車縱梁使用P510L半掛車縱梁專屬鋼，其屈服極限為
因此能得出許用應(yīng)力為：
使用材料力學(xué)中的第四強(qiáng)度，檢驗三個斷面的作用力：
截面1：
截面2：
截面3：
經(jīng)以上檢驗，縱梁三個截面的應(yīng)力小于許用應(yīng)力，故符合條件。
2.6 小結(jié)
本章選取了半掛車的結(jié)構(gòu)形式，確定了半掛牽引車和半掛掛車連接處的尺寸和角度，同時對支承裝置的支撐位置和支承質(zhì)量進(jìn)行設(shè)計，最主要的是對車架縱梁和橫梁的截面的選取和強(qiáng)度的計算和校核，危險截面的應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力，符合設(shè)計要求。
3半掛車其他部件設(shè)計
3.1半掛車的懸架
把半掛車車架和軸兩者連接的所有部件，稱為半掛車的懸掛。它的最重要的功能是將在車輪和車架之間作用的負(fù)載相互傳遞，而且減小或者除去因為半掛車行駛在崎嶇道路而傳遞給車架的沖擊，來提高半掛車的平順性和行駛穩(wěn)定性。
半掛車和牽引車所采用的的懸架在結(jié)構(gòu)上沒有什么不同，例如通常使用鋼板彈簧當(dāng)做彈性元件，有些情況下也采用油氣懸架結(jié)構(gòu)。可是當(dāng)掛車裝載質(zhì)量較大時，由于掛車本身有多軸承載，為了確保各個車輪和路面都有良好的接觸，同時，也能夠讓載荷均勻分布于掛車的懸架系統(tǒng)，我們通常使用的是平衡懸架；如果是液壓全掛車，我們一般使用液壓懸架等。
半掛車的懸架需要符合以下的條件：（1）將在車架和軸上的作用力和彎矩的影響完美相傳，確保半掛車有可滿足要求的的工作穩(wěn)定性和操縱可靠性；（2）有較長的使用壽命；（3）與半掛車總布置相配合（4）雙手轉(zhuǎn)動方向盤時，能夠較少增值；（5）質(zhì)量較輕。
常用的懸架系統(tǒng)有如下幾種：
（1）鋼板彈簧平衡懸架
鋼板彈簧平衡懸架系列，由于使用的懸架匹配是不同軸數(shù)，能夠滿足半掛車裝載10-45t彈性懸架的要求。依彈簧對于車軸的布置方式來分，有上置式和下置式，而下置式能夠把半掛車貨臺的離地距離變低。平衡懸架的特點(diǎn)為：兩組鋼板彈簧在安裝平衡臂之前和之后，而且在車架上懸掛一個支架，如果行駛在崎嶇的道路上，這種懸架憑借平衡臂的杠桿受力，而且能經(jīng)過受力桿尺寸的改變，把軸的中央線改變到和底盤縱側(cè)對稱線成90度角的方位，因此可以降低車輪側(cè)滑而引起的磨損率。
（2） 剛性平衡梁懸架
剛性平衡梁懸架一般在低速的重型掛車上使用較為廣泛，他和其他懸架的不同之處是，并沒有彈性元件，通過左右兩個箱型結(jié)構(gòu)的平衡梁和前后車軸形成框架結(jié)構(gòu)。在中央樞紐上，存在樞紐托架和半掛車車架連接。橡膠襯墊或者孔型橡膠部件襯在平衡梁和車軸的接合部，來吸收掛車行駛過程中中產(chǎn)生的震動和位移。路面的縱向不平度就通過平橫梁的俯仰自由度來與之適應(yīng)，用以保證前后車軸負(fù)載的相對平衡。
圖3.1 常見的懸架系統(tǒng)
(a） (b） （c）
此次設(shè)計的半掛車，懸架我們采納的是三車橋相互聯(lián)接的懸架（見圖3.2）。鋼板彈簧懸架中央有一個質(zhì)量平衡部件，如果掛車在崎嶇的路面上行駛，能夠讓三軸的懸架鋼板彈簧撓度發(fā)生相同改變，這樣車架就可以緩沖。
三橋串聯(lián)平衡懸掛的主要參數(shù)：
鋼板彈簧長度1200㎜，寬120㎜，厚16㎜，片數(shù)8；板簧中心距980㎜。
3.2半掛車的車軸
半掛車的軸不是驅(qū)動軸,我們能夠把它當(dāng)做沒有微小形變的橫梁,連接點(diǎn)處在車輪的中央,負(fù)載質(zhì)量由彈簧座承受,如圖3.3所示。
半掛車軸的重量是非懸掛重量，對半掛車的行駛特性存在負(fù)面影響。因此在給出輪軸時，需要盡可能減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量，而且和符合的懸掛進(jìn)行相配。
半掛車輪軸的構(gòu)造設(shè)計，輪軸分為軸管和軸頭，軸管和懸掛相連接，軸頭裝配的是輪胎部分。
圖3.2 半掛車車軸的受載
半掛車車軸的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該一樣，半掛車軸載質(zhì)量不一樣，需要不同的系列滿足。
本半掛車的車軸，其最主要的參數(shù)如下表所示：
表3-1車軸主要參數(shù)
掛車軸參數(shù)表（單位：mm）
總成型號
CDS101840（P9型）
最大軸荷(Kg)
12000
輪距
1840
最大外廓
2182
鋼板托距×中心孔徑
980×φ28
制動器型式
氣制動
制動器直徑×蹄片寬度
P3:φ420×186
車輪螺栓
10-M22×1.5
車輪螺栓分布圓直徑
φ335
3.3半掛車制動系統(tǒng)
3.3.1制動系統(tǒng)的要求
牽引車和掛車的剎車系統(tǒng)合起來叫做半掛車的剎車系統(tǒng)。與此同時，制動器、制動傳動和控制裝置又組成了其中的每一種剎車系統(tǒng)。掛車制動器，在一般情況下和牽引車制動器是一樣的，它的具體結(jié)構(gòu)和調(diào)整方法能參考相關(guān)的汽車設(shè)計文獻(xiàn)和資料。牽引車的剎車形式和拖掛的載荷則會決定剎車部分的剎車傳動和控制裝置。
半掛車的剎車部分除了要有普通汽車剎車系所必要的降速、駐車和剎車力大、剎車穩(wěn)定、熱量流失機(jī)能好等，還必需符合下面的條件。
（1）半掛車的剎車部分需要互相聯(lián)系，穩(wěn)定性高。
（2） 如果掛車發(fā)生不測，本身脫掛，剎車路線被割斷時，剎車部分需要馬
上讓其自己剎車。
（3）半掛汽車列車處于滿載拖掛狀態(tài)，制動系統(tǒng)可以在不超過16%的坡道上停駐；而且，掛車需要具備另外的駐車剎車系統(tǒng)，來確保脫掛停車時可以達(dá)到穩(wěn)定制動。
3.3.2制動系統(tǒng)工作原理
此次設(shè)計的半掛車，我們使用雙管路氣力剎車部件，它的路線設(shè)置分布，如圖3.5所示。在駕駛室內(nèi)，雙管路氣力剎車系統(tǒng)存在手剎車閥，能夠完成掛車的駐車剎車。如果有單獨(dú)解除掛車制動的要求，就將調(diào)載閥放在松開位置。當(dāng)掛車發(fā)生意外性脫掛，此系統(tǒng)可以把掛車自己制動。壓力保護(hù)閥能避免牽引車儲氣筒空氣向外泄露。
不管列車處于行駛或者制動狀態(tài)，雙管路制動系統(tǒng)的掛車儲氣筒會始終在充氣，如果半掛汽車列車下長坡連續(xù)制動，壓縮空氣同樣可以得到及時的供給，讓制動可以連續(xù)、可靠，確保車輛行駛更加安適，這就是雙管路裝置的最主要的優(yōu)點(diǎn)。
圖3.3 雙管路充氣制動管路
3.3.3制動系統(tǒng)的閥
以下給出幾種和掛車剎車相關(guān)的經(jīng)典閥門的機(jī)理。
（1）雙管路掛車剎車閥，當(dāng)半掛車行駛時，活塞和閥總成讓進(jìn)氣門處于封閉，排氣門打開。同時，牽引車儲氣筒的氣體被封鎖，可掛車剎車控制管路在放氣。剎車時，駕駛員驅(qū)動牽引車制動閥，牽引車剎車氣體通過閥充入空腔，推動活塞向左邊運(yùn)動，而且經(jīng)由閥總成打開進(jìn)氣門，讓牽引車儲氣筒內(nèi)的氣體由氣門充進(jìn)掛車剎車的路線設(shè)置。但是當(dāng)牽引車剎車作用力接著變大時，掛車剎車控制路線持續(xù)處于開通狀態(tài)，掛車剎車的受力，和原來相比，將進(jìn)一步變大，實施更加強(qiáng)力的剎車。當(dāng)不需要剎車時，活塞經(jīng)較高的掛車剎車路線設(shè)置作用力向右推，允許排氣閥門開啟，剎車線氣體經(jīng)排氣閥門釋放。
（2）雙管路掛車緊急繼動閥，這種閥在控制路線進(jìn)氣的時候，讓掛車儲氣筒給剎車氣室充入空氣，因此可以進(jìn)行剎車。在雙管路部分中，不管是否剎車，掛車儲氣筒將會始終處在氣體進(jìn)入時刻。同時，該儲氣筒內(nèi)壓強(qiáng)沒有符合條件之前，剎車器會始終處在剎車時刻，半掛車沒有行駛可能性，這被稱做反饋剎車。
當(dāng)半掛車剎車的時候，駕駛員踩下牽引車剎車閥，由于剎車閥的作用讓掛車控制管路進(jìn)氣，壓縮空氣進(jìn)入空腔，致使氣門首先封閉，之后促進(jìn)活塞持續(xù)下移。
圖3.4 緊急繼動閥的結(jié)構(gòu)
（3）調(diào)載閥可以分成手動、自動兩種。手動調(diào)載閥的作用機(jī)理是，當(dāng)剎車時，壓縮的氣體通過緊急剎車閥充入剎車氣室。當(dāng)壓強(qiáng)到達(dá)所需要的數(shù)字時，活塞會在彈簧的作用力作負(fù)功的情況下下降，然后閥門總成在彈簧的作用力下向下移動，讓進(jìn)氣門封閉，因此避免剎車氣室壓強(qiáng)的繼續(xù)增加。
3.4 小結(jié)
本章是對半掛車其他部件的設(shè)計和選取，包括懸架、車軸和制動系統(tǒng)，具體介紹了不同種類零件的組成和工作原理。
總結(jié)
這次的畢業(yè)設(shè)計：某型半掛掛車總體設(shè)計，即集裝箱欄板半掛車總體設(shè)計。在設(shè)計的過程中，由于重型半掛掛車要解決的問題很多，現(xiàn)有的資料較少，遇到了很多的難題。我到學(xué)校的圖書館、中國汽車網(wǎng)和中國知網(wǎng)去查找一些論文和文獻(xiàn)，對專用汽車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計進(jìn)行了比較細(xì)致的學(xué)習(xí)，首先確定了半掛車的總體結(jié)構(gòu)，然后確定了牽引連接處的一些具體的尺寸，然后就是支承裝置的確定和車架的計算和校核，在半掛車的其他部件的選取工作中，確定了懸架、車軸和制動部分的類型和尺寸，在設(shè)計的進(jìn)程中，得到了老師的細(xì)心指導(dǎo)，最終順利完成此次的畢業(yè)設(shè)計。
我從這次畢業(yè)設(shè)計中，學(xué)到了許多車輛的專業(yè)知識，初步了解了總體設(shè)計的流程，讓我深深了解到總體設(shè)計的重要與艱難。在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，也學(xué)會了團(tuán)隊合作，設(shè)計中的創(chuàng)新精神。
最后，由于本人的實際經(jīng)驗和所學(xué)知識有限，本設(shè)計難免存在誤漏之處，懇請各位老師予以指正。
致謝
經(jīng)過啦這一段時間的努力工作，大學(xué)四年來最可以體現(xiàn)真才實學(xué)的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了，在畢業(yè)設(shè)計的過程中我學(xué)到了很多知識也增長了我的實踐經(jīng)驗。此時此刻，我要感謝給予我?guī)椭睦蠋煛⑼瑢W(xué)和所有關(guān)心支持我畢業(yè)設(shè)計的朋友。
首先要感謝我的指導(dǎo)老師王老師，感謝他的熱心輔導(dǎo)；其次要感謝在我困惑時，為我解惑的同學(xué)們，設(shè)計任務(wù)能順利完成，肯定離不開他們的幫助，因為我們大家經(jīng)常在一起探討問題，討論設(shè)計，他們給予了我好多寶貴的意見；最后要感謝車輛與動力工程系對我大學(xué)四年的培養(yǎng)，不僅教會我很多的理論知識，還教會我很多的做人道理，為我今后步入社會打下了堅實的基礎(chǔ)。
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